專利名稱：從低品味的鐵礦泥生產(chǎn)用于增值用途包括高爐進(jìn)料的高純度Fe₂O₃的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及從低品味的鐵礦粉生產(chǎn)含有非常高純度氧化鐵以及很低氧化鋁與氧化硅的精礦的方法。更具體地，本發(fā)明涉及從低品味鐵礦泥生產(chǎn)用于增值用途 (added application)包括高爐進(jìn)料的高純度!^e2O3的方法。
背景技術(shù)：
用于鐵和鋼工業(yè)的原材料的品質(zhì)在下游工藝中起著重要作用。在鐵礦石開采以及在鐵礦清洗設(shè)備中產(chǎn)生的粉礦不滿足待用于增值用途或高爐的原材料的嚴(yán)格規(guī)定。在世界上，將鐵礦石進(jìn)行選礦，為此使用若干技術(shù)，即利用先進(jìn)技術(shù)的螺旋、浮動 (floatex)密度分選器，跳汰機(jī)，多重力分選器，低和高強(qiáng)度磁選機(jī)，浮選，選擇性分散和絮凝等。鐵礦石的生產(chǎn)使所產(chǎn)生的粉礦(10-25% )含有高的氧化鋁(6-8% )，這對于直接用于高爐是不合適的。假設(shè)每年鐵礦石的產(chǎn)量為150噸，每年損失總計1500-2500萬噸的鐵值(iron value)。使用鐵礦石超細(xì)粉礦的主要缺點(diǎn)在于，高水平的粘土與之伴生。因此，該超細(xì)粉礦被排除且浪費(fèi)，包括引起環(huán)境危害。這些超細(xì)粉礦的顆粒尺寸不適于將其通過已知的方法例如(i)重力或(ii)磁選進(jìn)行選礦。已知的選礦方法將礦物與兩種氧化物的混合物分選。但是，鐵礦石超細(xì)粉礦是不同氧化物的混合物，其沒有效用。其混有針鐵礦、氧化硅、氧化鋁硅酸鹽、難熔礦物。因而，需要一種能夠從廢料中生產(chǎn)兩種有價值產(chǎn)品的有效選礦技術(shù)，所述兩種有價值產(chǎn)品分別適用于增值用途的磁性顆粒和制造建筑材料、耐火材料、納米涂料或納米冷凍劑。在鐵礦石的開采和清洗期間，產(chǎn)生了大量的超細(xì)粉礦。如果在選礦產(chǎn)品中礦泥的氧化鋁含量可降低到低于2%，則直接產(chǎn)生以下優(yōu)點(diǎn)(1)高的開采產(chǎn)量。(2)自然資源的優(yōu)化利用率(3)因?yàn)閮Υ婧吞幹貌缓线m產(chǎn)品而在產(chǎn)生環(huán)境有害物之處還原。(4)在高爐和燒結(jié)設(shè)備中的較高生產(chǎn)率(5)如在醫(yī)藥科學(xué)、涂料配制劑、從受污染的水和土壤除去有害元素的增值產(chǎn)品的出現(xiàn)(inerface)。因?yàn)轭w粒的超細(xì)性，由已知的技術(shù)進(jìn)行工藝選擇變得困難。因此，需要比這樣的超細(xì)粉礦的重力分選或磁分選更占主導(dǎo)的性質(zhì)。已知選擇性絮凝方法適于從鐵礬土分選氧化鐵如赤泥。期望可將這樣的方法考慮用于對這樣的超細(xì)粉礦進(jìn)行選礦。這種方法還可用于改善選擇性分選的氧化硅的亮度。因此，對這些粉礦的選擇性絮凝可以是用于從含鐵礦物有效分選氧化鋁和氧化硅的可行選擇。發(fā)明目的因此，本發(fā)明的目的是提出一種從低品味鐵礦泥生產(chǎn)用于增值用途和高爐進(jìn)料的高純度狗203的方法，該方法消除了現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。
本發(fā)明的另一目的是提出一種從低品味鐵礦泥生產(chǎn)用于增值用途和高爐進(jìn)料的高純度狗203的方法，該方法提供了適用于高價值產(chǎn)品或高爐進(jìn)料的含有僅很低量氧化鋁和氧化硅的第一品味產(chǎn)品。本發(fā)明的又一目的是提出一種從低品味鐵礦泥生產(chǎn)用于增值用途和高爐進(jìn)料的高純度狗203的方法，該方法提供了適于生產(chǎn)建筑或耐火材料的含有高氧化鋁和氧化硅的第一品味廣品。發(fā)明概述根據(jù)本發(fā)明，可以將各種品味的不合格超細(xì)粉礦分選為兩類，(i)用于增值用途包括高爐進(jìn)料的精礦，通過選擇性絮凝然后造粒過程，還可將該精礦分選為良好精礦和高品味精礦，后者需要兩步選擇性絮凝過程；和(ii)最通常含有硅線石和石英的尾礦(富含氧化鋁和氧化硅)，通過選擇性分散和選擇性絮凝過程。在超細(xì)粉礦中的氧化鋁和氧化硅的水平為2. 5-14重量％。隨著精礦的產(chǎn)率水平發(fā)生變化，在該精礦中的氧化鋁和氧化硅水平可降低到0. 8的水平，而尾礦中氧化鋁和氧化硅的水平可為至多21重量％。精礦最適合用作通過高爐途徑煉鐵的進(jìn)料材料，而尾礦最適合用作制造建筑材料的進(jìn)料材料。尾礦材料可潛在地適用作其它用途如用于配置納米涂料和納米冷凍劑的進(jìn)料材料。附加的優(yōu)勢在于， 該方法是環(huán)境和經(jīng)濟(jì)(eco)友好的，具有零浪費(fèi)。因此，本發(fā)明提供了一種從低品味鐵礦泥生產(chǎn)用于增值用途和高爐進(jìn)料的高純度 Fe2O3的方法。該方法從含有高氧化鋁和氧化硅的礦泥提供含有非常高純度鐵以及非常低氧化鋁和氧化硅的精礦，所述礦泥產(chǎn)自鐵礦石開采和鐵礦石的清洗設(shè)備。根據(jù)該方法，在特定條件下將所有的氧化物礦物分散并隨后選擇性地絮凝。在該方法中產(chǎn)生兩種產(chǎn)物，即精礦和尾礦。精礦含有68. 5 % ！^，具有僅約0.8%氧化鋁和1.0%氧化硅，其來自含有54. 5 % Fe,7. 61%氧化鋁和7. 42氧化硅的礦泥。該精礦適于增值用途如醫(yī)藥科學(xué)，涂料配制劑，從受污染的水和土壤除去有害元素，以及高爐進(jìn)料。在該過程中產(chǎn)生的尾礦含有29. 8% Fe, 以及20. 5 % Al2O3和19. 68 % SiO2,其主要以硅線石和石英形式存在?？蓪⒃撐驳V用作建筑材料和耐火材料。該方法是環(huán)境友好的，具有零浪費(fèi)。因而，本發(fā)明的方法可有效地從鐵礦石的超細(xì)粉礦產(chǎn)生兩種有價值的產(chǎn)品。一種產(chǎn)品適于粉礦磁性顆粒用途或造粒，而另一產(chǎn)品適用于制造耐火材料、納米涂料或納米冷凍劑。附圖簡述

圖1示意性地以流程圖的形式說明了根據(jù)本發(fā)明的方法步驟。
具體實(shí)施例方式根據(jù)本發(fā)明，首先利用含鐵礦物與脈石礦物的表面電荷(surface charge)的區(qū)別分選存在于超細(xì)粉礦中的脈石礦物的第一部分。在第二階段，通過使用改性的淀粉將來自第一階段的材料進(jìn)行選擇性絮凝。通過此方法，精礦得到轉(zhuǎn)化且適用作高爐的進(jìn)料原料，且含有高氧化鋁和氧化硅的尾礦適用作建筑材料。如圖1所示，提出了非選擇性分散繼之以選擇性絮凝從而將含有不同水平鐵的超細(xì)粉礦分選為(i)富鐵精礦，和(ii)具有高水平的粘土和難熔材料的尾礦。根據(jù)本發(fā)明將超細(xì)粉礦進(jìn)行處理，包括水力旋流器溢流和各種選礦方法的沉淀(ground)不合格材料?？?br> 4處理的含鐵超細(xì)粉礦是具有不同顆粒尺寸的i^、Si和Al氧化物的混合物。每種氧化鋁和氧化硅的水平為2. 5-14重量％。超細(xì)粉礦的顆粒尺寸為100微米至lOOnm，且通過采用不同尺寸的水力旋流器分選成較粗(大于15微米)和較細(xì)(小于15微米)的級別。在可變的條件下將較粗顆粒進(jìn)行濕式研磨以使其更細(xì)，較細(xì)的顆粒更適用于該方法，因?yàn)樗鼈兲峁└玫尼尫?liberation)和更好的絮狀物形成。在該方法中使用的分散劑包括不同劑量的不同的非選擇性分散劑，例如硅酸鈉和六偏磷酸鈉(sodium hexameta phosphate)。分散劑的劑量選擇為20-150000ppm，優(yōu)選20-10000ppm。絮凝劑以不等劑量包括不同淀粉溶液。 淀粉包括馬鈴薯、麥子和玉米。淀粉溶液包含普通的含苛性物的淀粉溶液，其具有不等濃度的苛性物，例如0. 1-10重量％。在不等的pH條件下實(shí)施該方法。溶液pH為2. 5-11，優(yōu)選 8-10。超細(xì)粉礦的濃度為2-25重量％，具有不等的沉降時間，例如10秒至20小時。該方法包括不同的混合過程以分解團(tuán)聚顆粒，混合過程包含磁攪拌，機(jī)械攪拌，或者使用超聲處理在溶液中混合超細(xì)粉礦。超聲處理包括在不同的超聲功率下1-300分鐘的處理時間。溶劑包括二次蒸餾水、蒸餾水、自來水和工業(yè)處理水。工業(yè)處理水包括具有不同金屬和非金屬離子與細(xì)菌的污染程度。
權(quán)利要求
1.一種從低品味鐵礦泥生產(chǎn)用于增值用途的高純度狗203的方法，該增值用途包括高爐進(jìn)料，該方法包括步驟-通過具有100微米至IOOnm的不同顆粒尺寸的含鐵超細(xì)粉礦的非選擇性分散在多個不同尺寸的水力旋流器中分選為較粗和較細(xì)級別，在不同濃度下對顆粒尺寸大于15微米的較粗級別進(jìn)行濕研磨以轉(zhuǎn)化為顆粒尺寸小于15微米的較細(xì)級別；通過采用改性淀粉將所得的粉礦在單一選礦步驟中進(jìn)行選擇性絮凝，這產(chǎn)生了含有約68. 5% i^e、0. 8%氧化鋁和氧化硅的第一精礦，和含有約29. 8% Fe,20. 5%氧化鋁和19. 67%石英的第一尾礦；-使第一精礦進(jìn)行進(jìn)一步的分散，接著是進(jìn)一步的選擇性絮凝以產(chǎn)生高品味精礦和第二尾礦，所述高品味精礦適于增值用途；及-使第一尾礦進(jìn)行選擇性絮凝以產(chǎn)生第二精礦和第二尾礦，所述第二尾礦適用作耐火和建筑結(jié)構(gòu)材料，其中第二精礦適用于造粒。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中超細(xì)粉礦構(gòu)成i^、Si和Al的氧化物的混合物，且其中鋁和氧化硅占2. 5-14重量％。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中分散劑包含以不同劑量施用的非選擇性分散劑。
4.如權(quán)利要求1或3所述的方法，其中分散劑包含硅酸鈉和六偏磷酸鈉。
5.如權(quán)利要求1或4所述的方法，其中將分散劑的劑量選擇在20-15000ppm，優(yōu)選 20-10000ppm的范圍內(nèi)。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中淀粉包括馬鈴薯、麥子和玉米，且其中淀粉溶液包含普通的含苛性物的淀粉溶液，其具有不等濃度的苛性淀粉，例如0.1-10. 0重量％的濃度范圍內(nèi)。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中在不等的PH濃度下實(shí)施該方法，例如2.5-11，優(yōu)選 8-10的范圍內(nèi)。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中超細(xì)粉礦的濃度在2-25重量％的范圍內(nèi)，具有不等的沉降時間，例如10秒至20小時。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中超聲處理包括在可變的超聲功率下1-100分鐘的處理時間，且其中溶劑包括二次蒸餾水、自來水和工業(yè)處理水。
10.一種從低品味鐵礦泥生產(chǎn)用于增值用途的高純度!^e2O3的方法，所述增值用途包括高爐進(jìn)料，參考附圖，基本如本文所說明和描述。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種從低品味鐵礦泥生產(chǎn)用于增值用途包括高爐進(jìn)料的高純度Fe2O3的方法，包括步驟通過具有100微米至100nm的不同顆粒尺寸的含鐵超細(xì)粉礦的非選擇性分散在多個不同尺寸的水力旋流器中分選為較粗和較細(xì)級別，在不同條件下將顆粒尺寸為大于15微米的較粗級別進(jìn)行濕研磨以轉(zhuǎn)化為顆粒尺寸小于15微米的較細(xì)級別；通過采用改性淀粉將所得的粉礦在單一選礦步驟中進(jìn)行選擇性絮凝，這產(chǎn)生了含有約68.5％Fe、0.8％氧化鋁和1％氧化硅的第一精礦，和含有約29.8％Fe、20.5％氧化鋁和19.67％石英的第一尾礦；使第一精礦進(jìn)行進(jìn)一步的分選和進(jìn)一步的選擇性絮凝以產(chǎn)生高品味精礦和第二尾礦，高品味精礦適于增值用途；及使第一尾礦進(jìn)行選擇性絮凝以產(chǎn)生第二精礦和第二尾礦，第二尾礦適用作耐火和建筑結(jié)構(gòu)，其中第二精礦適用于造粒。
文檔編號B03D1/018GK102438755SQ201080006882
公開日2012年5月2日 申請日期2010年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月11日
發(fā)明者K·B·普拉迪普, M·馬尼德拉 申請人:塔塔鋼鐵有限公司